Může být klíčem k životu ve vesmíru... dobrý systém osvětlení?

Mezi množstvím času, který většina z nás tráví sledováním obrazovek, potřebou zabalit si toho tolik do jednoho dne a tím Vzhledem k tomu, že většina obytných domů poskytuje jasné umělé osvětlení, není snadné usadit se do zdravého spánku rutina. Ale pokud si myslíte, že je to těžké udělat na Zemi, představte si, o kolik těžší je ve vesmíru se dobře vyspat.

Astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) se musí vypořádat s rutinou, která je zcela odpojena od východu a západu slunce a také zvládání jedinečných ekologických výzev, jako je nízká gravitace a přísné podmínky vězení. Studie ukazují že astronauti mají potíže s dostatkem kvalitního spánku, což může vést jak ke zdravotním problémům, tak ke snížení efektivity jejich práce.

Většina práce prováděné na podporu zdraví astronautů se zaměřuje na fyzické aktivity, jako je prevence úbytek svalů nebo omezení plánování, jako je zajištění, aby měli volno od svého nabitého pracovního vytížení odpočinout si. Prostředí, ve kterém astronauti žili a pracovali, bylo dlouhou dobu navrhováno s čistě pragmatickými úvahami, s malým prostorem pro estetiku. Nyní však začínáme přemýšlet o tom, jak může design pomoci astronautům být šťastnější a zdravější.

Bylo by neúměrně drahé rozšířit nebo radikálně změnit prostory ISS, ale jeden nápad, jak astronautům pomoci odpočívat a pracovat lépe, je zdánlivě jednoduchý: stačí změnit osvětlení. To je cílem experimentu skupiny dánských architektů, kteří posílají nový osvětlovací systém na ISS k testování s nadějí, že může zlepšit spánek a náladu astronautů. Mluvili jsme s hlavním architektem Sebastianem Aristotelisem ze SAGA, abychom se dozvěděli více.

Role prostředí

Cirkadiánní rytmus lidského těla je primárně dán množstvím světla, kterému jsme vystaveni, protože naše těla berou přítomnost jasného světla jako signál k probuzení a jeho nepřítomnost jako podnět ke spánku. To je důvod, proč organizace jako CDC doporučte lidem, aby se před spaním nedívali na zdroje jasného modrého světla, jako jsou obrazovky telefonů, a aby se ujistili, že dostanou trochu světla krátce po probuzení, aby nám pomohli začít den.

To pomáhá nastavit vnitřní biologické rytmy, které jsou důležité pro vše od produkce hormonů až po mozkovou aktivitu. Ale přítomnost umělého světla převrací tento systém, mění cirkadiánní rytmy a přispívající k problémům se spánkem.

To je ještě horší problém pro astronauty, kteří se již musí potýkat s problémy se spánkem a hlásili, že spí tak málo pět nebo šest hodin za noc, mnohem méně než osm až 10 hodin doporučených pro dospělé. Současný systém osvětlení na vesmírné stanici umožňuje některé úpravy kosmonautů na základě jejich potřeb, ale je to velmi spíše funkční systém navržený tak, aby poskytoval dostatečné světlo pro práci, než aby podporoval zdravý spánek vzory.

Dánská designová firma SAGA pracuje na spojení svých znalostí designu zaměřeného na člověka se zkušenostmi v design pro vesmírné mise vytvořit osvětlovací systém nazvaný Circadian Light, který bude vyslán na ISS letos v létě testován dánským astronautem Andreasem Mogensenem, když tam později dorazí na šestiměsíční misi rok.

Problém monotónnosti

Principy navrhování osvětlení kolem cirkadiánních rytmů jsou dobře známé: hodně jasného světla včetně modrých vlnových délek ráno a slabšího osvětlení bez modrých vlnových délek večer. Designéři se při rozhodování o tom, jaké typy světla jim nejvíce prospějí, inspirovali přímo přírodou. Lampa, kterou vyvinuli, má tři různé plochy, které vyzařují světlo o různých vlnových délkách a intenzitách, aby napodobily změny v kvalitě světla pozorované během dne na Zemi.

To znamená, že existuje potenciál změnit dojem z místnosti. "Světlo je nejdostupnější způsob, jak změnit vzhled celé místnosti," řekl Aristotelis. "Dostanete hodně peněz za výměnu světla."

Osvětlení má potenciál udělat mnohem víc, než jen zesvětlit a ztlumit, aby signalizovalo bdění a spánek. Je těžké si to představit, ale jednou z velkých psychologických výzev, kterým musí astronauti čelit, je nuda. Monotónnost prostředí je neúprosná a faktory jako dostupné jídlo, teplota, osvětlení a kvalita vzduchu zůstávají konzistentní po celé týdny a měsíce. Je běžné, že astronauti jsou nadšení a nadšení z toho, že jsou ve vesmíru během prvních několika týdnů nebo měsíců své mise, ale brzy se začne opotřebovávat stejný styl každého dne.

Většinu z těchto věcí nelze z bezpečnostních důvodů změnit, ale osvětlení ano. A osvětlení v ubikacích pro posádku, kde bude experiment probíhat, musí být praktické a funkční ale je zde také více prostoru pro estetické přizpůsobení, než by bylo na jiných částech stanice.

Systém cirkadiánního osvětlení tedy nesimuluje každý den přesně stejný cyklus východ – sluneční svit – západ slunce. Některá rána uvidí tlumenější, tlumenější sadu barev, zatímco jiná rána uvidí zářivé, krásné odstíny. Tato variabilita je ve skutečnosti poutavější, než když se každý den opakuje stejný vzorec, i když některé dny jsou příjemnější než jiné.

"To, co opravdu potřebujete, abyste prolomili monotónnost, není nutně dobrá stimulace nebo pohodlná stimulace, je to jen stimulace," řekl Aristotelis. "Pokud byla mírná teplota po 100 dní, jsem si jistý, že chladný den by byl ve skutečnosti docela pěkný."

Malý zásah, velký dopad

Cílem je, aby lampa, která bude instalována v Mogensenově ubikaci pro posádku, mu pomohla v noci lépe spát a probouzet se s více energie. Kromě testu na ISS bude na Zemi proveden i experiment, který otestuje účinnost systému.

Pokud jsou výsledky slibné, mohl by tento přístup pomoci zlepšit každodenní život astronautů s minimálními náklady. Jistě, mít více prostoru a soukromí by bylo hezké, ale to není prakticky dosažitelné bez vynaložení obrovských částek na rozšíření stanice. Instalace světel je ale poměrně snadná.

„Návratnost investic, pokud jde o blahobyt, je velmi vysoká,“ řekl Aristotelis. "Zejména proto, že spánek je tak úžasný mechanismus lidského těla."

Úpravy lze také provést tak, aby astronauti měli večer volný čas na úkoly, jako je volat rodině nebo přátelům nebo pracovat na osobních projektech, délka simulovaného západu slunce je prodloužený. Zatímco západ slunce na Zemi obecně trvá kolem 20 minut, na ISS osvětlovací systém tuto dobu podle potřeby prodlouží, než astronaut půjde spát.

Existují budoucí nápady, jak systém ještě více zdynamizovat. V současné době lampa cyklicky prochází různými přednastavenými vzory, aby poskytla denní variace. Ale budoucí systémy by mohly být navrženy tak, aby reagovaly na podmínky prostředí, jako je změna světelných podmínek, když je množství záření mimo stanici vysoké. Integrací osvětlení spolu s dalšími smyslovými modalitami, jako je zvuk a vůně, by mohlo být vytvořeno dynamičtější prostředí, které skutečně informuje astronauty o situaci kolem nich.

„Představte si, že by tam byly reproduktory, díky nimž to znělo větrně, když do biotopu zasáhlo hodně radiace. Pak byste použili jeden ze svých intuitivních smyslů, abyste pochopili, že existuje něco, před čím se musíte chránit,“ řekl Aristotelis. "Tam bychom chtěli jít, takže světlo není náhodné, je ve skutečnosti informováno prostředím."

Osvětlení vesmírné stanice a mimo ni

Projektování pro blaho astronautů je důležité pro ISS, ale bude ještě důležitější pro dlouhodobé vesmírné mise mimo oběžnou dráhu Země. S plány brzy vyslat astronauty NASA na měsíce dlouhé mise na měsíce a dlouhodobějšími vizemi k prozkoumání a dokonce k usazení na jiných planetách budeme muset najít způsoby, jak znovu vytvořit podmínky podobné Zemi, aby se průzkumníci cítili pohodlně a hráli na svých nejlepší.

To znamená, že návrh prostoru nemůže vzít v úvahu pouze praktické potřeby jídla a vody, ale bude muset vzít v úvahu také lidské potřeby rozmanitosti, pohodlí a zájmu. Mnohé z věcí, které potřebujeme k prozkoumání hvězd, jsou stejné věci, které považujeme za samozřejmost v našem domácím prostředí.

"Miluji to na navrhování pro lidi ve vesmíru," řekl Aristotelis. „Člověk je stejný člověk na Zemi jako ve vesmíru. Potřebujeme stejné množství podnětů.“

Doporučení redakce

• Sledujte, jak se na vesmírné stanici rozvine nové solární pole NASA
• Vesmírná loď SpaceX Dragon veze na ISS spoustu čerstvého ovoce
• Vesmírná stanice je opět přeplněná
• Čtyři astronauti vesmírné stanice si vzali Crew Dragon „na otočku“
• Jak sledovat sobotní velmi krátký výlet kosmické lodi SpaceX